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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Schaltventil für Injektoren,
insbesondere für Kraftstoffinjektoren, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kraftstoffinjektoren
werden eingesetzt, um Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine
mit Kraftstoff zu versorgen. Der Kraftstoff wird dabei unter hohem
Druck in die Brennräume eingespritzt. Insbesondere bei
selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen kommen Hochdruckspeichereinspritzsysteme
zur Anwendung, bei denen der Einspritzdruck unabhängig
von der Drehzahl und Last der Verbrennungskraftmaschine ist. Hierdurch
lassen sich die bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffe reduzieren.
Um eine weitere Reduzierung der Schadstoffe zu erreichen, ist jedoch
eine signifikante Erhöhung des Einspritzdruckes notwendig.
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Kraftstoffinjektoren,
die bei den geforderten Drücken eingesetzt werden können,
werden leckagefrei ausgeführt. Hierzu wird auf eine Niederdruckstufe verzichtet.
Durch das Fehlen der Niederdruckstufe stehen jedoch nur geringe
Nadelschließkräfte zur Verfügung. Dies
führt zu steilen Kennfeldern und somit zu einer schlechten
Kleinstmengenfähigkeit. Dieser Nachteil kann jedoch mit
sehr schnell schaltenden Ventilen kompensiert werden.
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Ein
Steuerventil für ein schnell schaltendes Kraftstoffeinspritzventil
ist zum Beispiel aus
DE
10 2007 028 485 bekannt. Bei diesem wird ein Druckraum
von einer Steuerhülse begrenzt, die in ihrer Längsrichtung
beweglich gelagert ist. Die Steuerhülse weist an einer
Stirnseite eine Dichtfläche auf, mit der sie mit einem
Ventilsitz zusammenwirkt, der an einem Ventilkörper ausgebildet
ist. Im Ventilkörper ist eine Ausnehmung in der dem Druckraum
zugewandten Seite des Ventilkörpers ausgebildet. Die Steuerhülse
und die Ausnehmung im Ventilkörper sind so ausgebildet,
dass eine Verformung von Steuerhülse und Ventilkörper
durch den Druck im Druckraum zu keiner oder nur zu sehr geringer
Bewegung zwischen dem Ventilsitz und der Dichtfläche der
Steuerhülse führt.
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Schnell
schaltende Ventile haben jedoch den Nachteil, dass aufgrund eines
Prellens Kennfeldwelligkeiten auftreten. Einerseits ergibt sich
ein Prellen des Schließelementes aufgrund eines harten
Anschlages in Verbindung mit einem schnellen Schließelement.
Der harte Anschlag resultiert aus dem Aufprellen von Metall auf
Metall. Diese Preller, die beim Aufschlagen des Schließelementes
auftreten, haben jedoch einen negativen Einfluss auf die Funktion
des Kraftstoffinjektors und führen im Allgemeinen zu großen
Hub/Hub-Streuungen. Bei magnetgesteuerten Schaltventilen wird am
oberen Hubanschlag zwischen Anker und Magnet ein Quetschspalt ausgebildet,
der den Anschlag dämpft und so das Prellen reduziert. Ein
solcher Quetschspalt kann jedoch am Ventilsitz aufgrund dessen Dichtfunktionen
nicht angebracht werden, um den Einschlagimpuls des Schließelementes
im Ventilsitz zu reduzieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Ein
erfindungsgemäß ausgebildetes Schaltventil für
Injektoren, insbesondere für Kraftstoffinjektoren, umfasst
ein Schließelement, mit dem ein Steuerraum zur Betätigung
eines Einspritzventilgliedes druckentlastbar ist. Das Schließelement
wird durch einen Magnetaktor, umfassend eine Magnetbaugruppe und
einen Anker, angesteuert. Das Schließelement ist in einer
ortsfest im Injektor aufgenommenen Hülse geführt,
wobei die Hülse eine Durchmessererweiterung und das Schließelement
einen Kragen aufweist und der Kragen in der Durchmessererweiterung
geführt ist, so dass von der Hülse und dem Schließelement
ein Dämpfungsraum derart umschlossen wird, dass das Volumen
des Dämpfungsraumes beim Öffnen des Schaltventils
vergrößert und beim Schließen wieder
verkleinert wird.
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Im
Betrieb des Injektors ist der Dämpfungsraum mit Flüssigkeit
befüllt. Durch die Volumenvergrößerung
beim Öffnen des Schaltventils sinkt der Druck im Dämpfungsraum
auf den Dampfdruck und die Flüssigkeit beginnt bei dann
konstantem Druck zu sieden und zu verdampfen. Wenn das Schaltventil wieder
schließt und sich dadurch das Volumen des Dämpfungsraumes
verkleinert, kondensiert die Flüssigkeit wieder aus. In
dem Augenblick, in dem das Schließelement das Schaltventil
schließt, indem das Schließelement einschlägt,
ist der Dämpfungsraum wieder vollständig mit Flüssigkeit
befüllt. Eine weitere Bewegung des Schließelementes
in Richtung des Ventilsitzes führt zu einer weiteren Volumenverkleinerung
des Dämpfungsraumes und damit zu einer starken Druckerhöhung.
Durch diese wird die Bewegung des Schließelementes gedämpft
und ein Großteil der Einschlagenergie wird von der Flüssigkeit
im Dämpfungsraum aufgenommen. Die Energie, mit der das
Schließelement im Ventilsitz anschlägt, wird reduziert
und hierdurch ein Prellen oder ein Sitzverschleiß vermieden.
Weiterhin wird auch ein Durchschwingen, das durch die Elastizität
des Schließelementes und des Ventilsitzes begründet
ist, vermieden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schließelement
auf einem Führungsstift geführt. Vorzugsweise
weist das Schließelement dabei eine ringförmige
Dichtfläche oder Dichtkante auf und einen über
seine gesamte Länge konstanten Innendurchmesser, in dem
der Führungsstift geführt ist, auf. Durch den
konstanten Innendurchmesser wirken Druckkräfte im Inneren
des Schließelementes nur in radialer Richtung. Das Schließelement
ist druckausgeglichen. Durch den Druckausgleich sind bereits geringe
Ventilschließkräfte ausreichend, um zu einem Schalten
des Schaltventils zu führen. Ein schnelles Schalten ist
hierdurch möglich.
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Der
Führungsstift weist vorzugsweise eine obere und eine untere
Führung auf, auf denen das Schließelement geführt
ist. Weiterhin umschließt ein Leckagesammelraum den Führungsstift
zwischen der oberen Führung und der unteren Führung. Über die
untere Führung, die als Leckspalt wirkt, kann Flüssigkeit
aus dem Hochdruckbereich des Injektors in den Leckagesammelraum
gelangen. Der Druck im Leckagesammelraum wird so eingestellt, dass
die Flüssigkeit im Leckagesammelraum gasfrei ist. Der Dämpfungsraum
ist vorzugsweise über einen Kanal im Schließelement
mit dem Leckagesammelraum verbunden. Durch den Kanal ist der Dämpfungsraum mit
Flüssigkeit befüllbar. Aufgrund des Drucks der Flüssigkeit
im Leckagesammelraum ist auch die Flüssigkeit im Dämpfungsraum
bei geschlossenem Schaltventil gasfrei.
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Die
Einstellung des Drucks im Leckagesammelraum erfolgt durch einen
Leckspalt an der oberen Führung. Diese wird so eingestellt,
dass sie als Drossel wirkt und hierdurch der Druck im Leckagesammelraum
eingestellt werden kann.
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Der
Querschnitt des Kanals, durch den der Dämpfungsraum mit
dem Leckagesammelraum verbunden ist, wird vorzugsweise so gewählt,
dass der Kanal als Drossel wirkt, so dass bei geöffnetem Schaltventil
keine Flüssigkeit aus dem Leckagesammelraum in den Dämpfungsraum
strömt. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich
das Flüssigkeitsvolumen im Dämpfungsraum bei geöffnetem
Schaltventil nicht ändert und die Bewegung des Schließelementes
nicht durch eine zu große Flüssigkeitsmenge im Dämpfungsraum
gedämpft wird, bevor die Dichtkante des Schließelementes
im Ventilsitz einschlägt. Das Nachströmen von
Flüssigkeit aus dem Leckagesammelraum in den Dämpfungsraum
wird bei entsprechendem Querschnitt auch aufgrund der kurzen Schaltzeiten
des Schaltventils vermieden.
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Wenn
ein Hubdrift auftritt, z. B. durch Sitzverschleiß, kann
dieser durch das erfindungsgemäße Schaltventil
ausgeglichen werden. Da der Dämpfungsraum bei geschlossenem
Schaltventil befüllt wird, ist zwischen zwei Schließvorgängen
des Schaltventils immer genau die Menge Flüssigkeit im Dämpfungsraum
enthalten, die benötigt wird, um bei einem vollständigen
Schließen des Schaltventils die Bewegung des Schließelementes
zu dämpfen und so ein Prellen zu verhindern.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ansteuern eines Schaltventils
für Injektoren, insbesondere für Kraftstoffinjektoren,
wobei das Schaltventil ein Schließelement umfasst, das
in einer Hülse geführt ist, und die Hülse
eine Durchmessererweiterung und das Schließelement einen
Kragen aufweist. Der Kragen ist in der Durchmessererweiterung geführt,
so dass von der Hülse und dem Schließelement ein
Dämpfungsraum umschlossen wird, der bei geschlossenem Schaltventil
vollständig mit Flüssigkeit befüllt ist.
Beim Öffnen des Schaltventils verdampft die Flüssigkeit
im Dämpfungsraum bei gleich bleibendem Druck zumindest
teilweise und beim Schließen wird die verdampfte Flüssigkeit
wieder kondensiert, so dass im Zeitpunkt des Einschlags die gesamte
Flüssigkeit kondensiert ist und so zumindest ein Teil des
Einschlagimpulses durch die Flüssigkeit im Dämpfungsraum
aufgenommen wird. Durch die Aufnahme, des Einschlagimpulses durch
die Flüssigkeit im Dämpfungsraum wird der Schließimpuls
vernichtet und so ein Prellen des Schließelementes verhindert.
Durch das Verhindern eines Prellens des Schließelementes
wird auch der Sitzverschleiß merklich reduziert oder gar
vollständig verhindert.
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Der
Dämpfungsraum wird vorzugsweise bei geschlossenem Schaltventil
aus einem Leckagesammelraum mit Flüssigkeit befüllt.
Vorteil der Befüllung des Dämpfungsraumes mit
Flüssigkeit aus dem Leckagesammelraum ist, dass der Leckagesammelraum
im allgemeinen mit einem Hochdruckbereich des Injektors in hydraulischer
Verbindung steht und somit im Leckagesammelraum ein höherer
Druck vorliegt als im Niederdruckbereich des Injektors. Auf diese
Weise wird sichergestellt, dass die Flüssigkeit, die in
den Dämpfungsraum gelangt, frei von Gasblasen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors
mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltventil.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
der einzigen Figur ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors
mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltventil
gezeigt.
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Ein
Kraftstoffinjektor 1 umfasst ein Einspritzventilglied 3,
mit dem mindestens eine, hier nicht dargestellte Einspritzöffnung
zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine
freigegeben oder verschlossen werden kann. Das Einspritzventilglied 3 ist
in einem Ventilstück 5 geführt und begrenzt
mit einer oberen Stirnfläche 7 einen Steuerraum 9.
Der Steuerraum 9 wird über eine Zulaufdrossel 11 mit
unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt. Die Zulaufdrossel 11 verbindet den
Steuerraum 9 mit einem Ringraum 13, der das Ventilstück 5 umschließt
und seinerseits mit einem hier nicht dargestellten Hochdruckspeicher über
einen Zulaufkanal 15 verbunden ist. Durch die Druckkraft
des unter Systemdruck stehenden Kraftstoffes im Steuerraum 9,
der auf die obere Stirnfläche 7 des Einspritzventilgliedes 3 wirkt,
wird dieses in einen hier nicht dargestellten Ventilsitz gestellt
und verschließt so die mindestens eine Einspritzöffnung.
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Um
die mindestens eine Einspritzöffnung freizugeben, wird
der Steuerraum 9 druckentlastet. Hierzu öffnet
ein Schaltventil 17, wodurch eine Verbindung aus einem
Ablaufkanal 19 zu einem Kraftstoffrücklauf 21 freigegeben
wird und Kraftstoff aus dem Steuerraum 9 ausströmen
kann. Der Druck im Steuerraum 9 sinkt und das Einspritzventilglied 3 hebt
sich aus seinem Ventilsitz und gibt die Einspritzöffnung
frei. Um Druckpulsationen zu reduzieren, ist im Ablaufkanal 19 ein
Drosselelement 23 ausgebildet.
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Um
den Einspritzvorgang zu beenden, schließt das Schaltventil
die Verbindung aus dem Ablaufkanal 19 zum Rücklauf 21. Über
die Zulaufdrossel 11 strömt unter Systemdruck
stehender Kraftstoff in den Steuerraum 9, der Druck im
Steuerraum 9 steigt an. Durch die zunehmende Druckkraft
wird das Einspritzventilglied 3 wieder in seinen Sitz gestellt
und verschließt die mindestens eine Einspritzöffnung.
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Die
Schließbewegung des Einspritzventilgliedes 3 wird
durch ein Federelement 25 unterstützt. Das Federelement 25 ist
vorzugsweise eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder.
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Das
Ventilstück 5, in dem das Einspritzventilglied 3 geführt
ist, wird mit einer Ventilspannmutter 27 im Injektorgehäuse 29 montiert.
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Das
Schaltventil 17, mit dem das Öffnen und Schließen
des Kraftstoffinjektors zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum
der Verbrennungskraftmaschine gesteuert wird, umfasst ein Schließelement 31.
Das Schließelement 31 weist eine Dichtkante 33 auf,
die zum Schließen in einen Ventilsitz 35 gestellt
wird. Alternativ ist es auch möglich, anstelle der Dichtkante 33 eine
Dichtfläche vorzusehen.
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In
der hier dargestellten Ausführungsform ist das Schaltventil 17 druckausgeglichen.
Die Dichtkante 33 ist ringförmig ausgebildet.
Weiterhin weist das Schließelement 31 einen konstanten
Innendurchmesser 37 auf. Auf diese Weise wirkt der Druck
des unter Systemdruck stehenden Kraftstoffs nur in radiale Richtung
auf das Schließelement 31. Somit wirken auf gegenüberliegende
Flächen am Schließelement 31 immer nur
gleiche Druckkräfte. Das Schließelement 31 ist
druckausgeglichen.
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Um
zu vermeiden, dass das Schließelement 31 kippt
oder in radiale Richtung verrutscht, ist dieses auf einem Führungsstift 39 geführt.
Der Führungsstift endet mit einer unteren Stirnfläche 41 oberhalb
dem Ablaufkanal 19 und begrenzt so zusammen mit dem Schließelement 31 einen
Druckraum 43. Mit der dem Druckraum 43 gegenüberliegenden
Seite liegt der Führungsstift 39 am Injektorgehäuse
an. Ein Verschieben des Führungsstiftes 39 wird
dadurch vermieden, dass dieser mit einem Federelement 45 gegen
das Injektorgehäuse gepresst wird. Das Federelement 45 ist
vorzugsweise eine als Druckfeder ausgebildete Spiralfeder. Mit einer
Seite wirkt das Federelement 45 gegen eine Stirnfläche
an einer Erweiterung 47 des Führungsstiftes und
mit einer anderen Seite auf das Schließelement 31.
Durch die Federkraft des Federelementes 45 auf das Schließelement 31 wird
dieses bei geschlossenem Schaltventil 17 in den Ventilsitz 35 gestellt.
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Das
Schließelement 31 ist weiterhin mit einem Anker 49 verbunden.
Der Anker 49 wirkt mit einer Magnetbaugruppe 51 zusammen,
durch die das Schaltventil 17 betätigt wird. Die
Magnetbaugruppe 51 umfasst im Allgemeinen eine als Elektromagnet wirkende
Spule 53 und einen Kern 55, der die Spule 53 umschließt.
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Um
den Einspritzvorgang zu starten, muss das Schaltventil 17 geöffnet
werden. Hierzu wird die Spule 53 bestromt. Es bildet sich
ein Magnetfeld aus, durch das der Anker 49 angezogen wird
und sich in Richtung der Magnetbaugruppe 51 bewegt. Da
der Anker 49 mit dem Schließelement 31 verbunden
ist, zieht dieser das Schließelement 31 ebenfalls
nach oben. Das Schließelement 31 hebt sich aus
dem Ventilsitz 35 und gibt eine Verbindung vom Ablaufkanal 19 über
einen Niederdruckraum 57 in den Rücklauf 21 frei.
Ein Prellen des Ankers 49 wird dabei dadurch vermieden,
dass zwischen dem Anker 49 und der Magnetbaugruppe 51 ein
Quetschspalt 59 ausgebildet ist. Der Quetschspalt 59 ist
mit im Niederdruckraum 57 enthaltenem Kraftstoff befüllt.
Der Kraftstoff im Quetschspalt 59 wird komprimiert und dämpft
so die Bewegung des Ankers 49.
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Durch
die freigegebene Verbindung vom Ablaufkanal 19 über
den Niederdruckraum 57 zum Rücklauf 21 strömt
Kraftstoff aus dem Steuerraum 9. Der Druck im Steuerraum 9 nimmt
ab. Hierdurch wird die auf die obere Stirnfläche 7 des
Einspritzventilgliedes 3 wirkende Druckkraft reduziert.
Das Einspritzventilglied 3 wird aus seinem Sitz gehoben
und gibt so die mindestens eine Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors 1 frei.
Kraftstoff wird in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine
eingespritzt.
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Um
den Einspritzvorgang zu beenden, muss das Einspritzventilglied 3 wieder
in seinen Sitz gestellt werden, um die Einspritzöffnung
zu verschließen. Hierzu muss zunächst das Schaltventil 17 die Verbindung
vom Ablaufkanal 19 in den Rücklauf 21 schließen.
Hierzu wird die Bestromung der Spule 53 beendet, das Magnetfeld
fällt zusammen. Aufgrund der Federkraft des Federelementes 45,
die auf das Schließelement 31 wirkt, wird das
Schließelement 31 in Richtung des Ventilsitzes 35 bewegt,
bis die Dichtkante 33 im Ventilsitz 35 steht. Über
die Zulaufdrossel 11 strömt unter Systemdruck
stehender Kraftstoff aus dem Ringraum 13 in den Steuerraum 9.
Der Druck im Steuerraum 9 nimmt zu und damit auch die auf
die obere Stirnfläche 7 des Einspritzventilgliedes 3 wirkende
Druckkraft. Aufgrund der zunehmenden Druckkraft auf die obere Stirnfläche 7 des
Einspritzventilgliedes 3 wird das Einspritzventilglied 3 wieder in
seinen Sitz gestellt und verschließt so die mindestens
eine Einspritzöffnung. Der Einspritzvorgang ist beendet.
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Erfindungsgemäß ist
das Schließelement 31 in einer Hülse 61 geführt.
In der hier dargestellten Ausführungsform weist die Hülse 61 eine
L-förmige Erweiterung 63 auf. Am Schließelement 31 ist
ein Kragen 65 ausgebildet, der an einer Führung 67 im Bereich
der Erweiterung 63 des Innendurchmessers der Hülse 61 geführt
ist. Auf diese Weise umschließen die Hülse 61 und
das Schließelement 31 einen Dämpfungsraum 69.
Der Dämpfungsraum 69 ist bei geschlossenem Schaltventil 17 mit
Flüssigkeit befüllt.
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Um
den Dämpfungsraum 69 mit Flüssigkeit zu
befüllen, ist dieser über einen Kanal 71 mit
einem Leckagesammelraum 73 verbunden. Der Leckagesammelraum 73 umschließt
in der hier dargestellten Ausführungsform den Führungsstift 39 zwischen
einer oberen Führung 75 und einer unteren Führung 77.
An der oberen Führung 75 und der unteren Führung 77 ist
das Schließelement 31 geführt.
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Damit
bei geöffnetem Schaltventil 17 die Flüssigkeit
aus dem Ablaufkanal 19 in den Niederdruckraum 57 strömen
kann, ist in der Hülse 61 mindestens ein Durchlass 79 ausgebildet.
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Damit
der Dämpfungsraum 69 seine Funktion erfüllen
kann und den Einschlag der Dichtkante 33 im Ventilsitz 35 dämpft,
ist die Hülse 61 ortsfest im Injektorgehäuse 29 aufgenommen.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Hülse 61 fest
mit dem Ventilstück 5, das im Injektorgehäuse 29 verschraubt
ist, verbunden. Die Verbindung der Hülse 61 mit
dem Ventilstück 5 kann z. B. durch eine kraftschlüssige
oder formschlüssige Verbindung erfolgen. Alternativ ist
es jedoch auch möglich und besonders bevorzugt, dass die
Hülse 61 einstückig mit dem Ventilstück 5 ausgebildet
wird.
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Zum Öffnen
des Schaltventils 17 wird die Spule 53 bestromt
und es bildet sich ein Magnetfeld aus. Hierdurch wird der Anker 49 angezogen
und in Richtung der Magnetbaugruppe 51 bewegt. Hierdurch
hebt sich die Dichtkante 33 aus dem Ventilsitz 35 und
gibt eine Verbindung aus dem Ablaufkanal 19 in den Rücklauf 21 über
den Durchlass 79 und den Niederdruckraum 57 frei.
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Da
die Hülse 61 ortsfest im Injektorgehäuse 29 aufgenommen
ist, vergrößert sich beim Öffnen des
Schaltventils 17 das Volumen des Dämpfungsraumes 69.
Hierdurch sinkt der Druck im Dämpfungsraum 69,
wobei der Dampfdruck der Flüssigkeit im Dämpfungsraum 69 unterschritten
wird. Die Flüssigkeit im Dämpfungsraum verdampft.
Während des Verdampfungsvorganges bleibt der Druck im Dämpfungsraum 69 konstant.
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Der
Querschnitt des Kanals 71 ist dabei so ausgelegt, dass
während des Öffnungsvorgangs des Schaltventils 17 keine
Flüssigkeit in den Dämpfungsraum 69 nachströmt.
Zudem sind im allgemeinen die Einspritzzeiten, insbesondere dann,
wenn der Injektor als Kraftstoffinjektor für eine Verbrennungskraftmaschine
eingesetzt wird, so kurz, dass eine gegebenenfalls über
den Kanal 71 nachströmende Flüssigkeitsmenge
vernachlässigbar ist. Auch wirken die Führungen 67 und 81,
in denen das Schließelement 31 in der Hülse 61 geführt
ist, dichtend, so dass über die Führungen 67 und 81 keine
Flüssigkeit in den Dämpfungsraum 69 gelangt.
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Um
den Einspritzvorgang zu beenden, wird das Schaltventil 17 wieder
geschlossen. Hierzu wird die Bestromung der Spule 53 aufgehoben
und das Magnetfeld fällt zusammen. Das Schließelement 31 mit
dem Anker 49 bewegt sich wieder in Richtung des Ventilsitzes 53.
Diese Bewegung wird durch das als Schließfeder wirkende
Federelement 45 unterstützt. Gleichzeitig wirkt
auch der geringe Druck im Dämpfungsraum 69 unterstützend
für die Schließbewegung des Schließelementes 31.
Durch die Bewegung des Schließelementes 31 wird
das Volumen des Dämpfungsraumes 69 wieder verkleinert.
Hierbei kondensiert die zuvor verdampfte Flüssigkeit wieder aus.
Sobald das Schließelement 31 mit der Dichtkante 33 im
Ventilsitz 35 anschlägt, ist auch die gesamte Flüssigkeit
im Dämpfungsraum 69 wie der kondensiert. Da die
Flüssigkeit im Wesentlichen inkompressibel ist wird sich
das Volumen des Dämpfungsraumes 69 nicht weiter
verkleinern und die Flüssigkeit nimmt einen Großteil
der Bewegungsenergie des Schließelementes 31 auf.
Hierdurch wird ein Rückprellen des Schließelementes 31 verhindert.
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Bei
Unterschreiten des Nullhubes, das bei einem Einschlag der Dichtkante 33 im
Ventilsitz 35 durch die Elastizität des Schließelementes 31 und des
Ventilsitzes 35 begründet ist, baut sich ein starker
Druck im Dämpfungsraum 69 auf. Dieser hat eine starke
Gegenkraft zur Folge. Hierdurch wird ein massives Einschlagen des
Schließelementes 31 mit der Dichtkante 33 in
den Ventilsitz 35 verhindert.
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Wenn
aufgrund der Elastizität des Schließelementes 31 und
des Ventilsitzes 35 ein starker Druck im Dämpfungsraum 69 aufgebaut
wird, so kann Flüssigkeit aus dem Dämpfungsraum 69 durch
den Kanal 71 in den Leckagesammelraum 73 entweichen.
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Bei
geschlossenem Schaltventil 17, d. h. wenn die Dichtkante 33 des
Schließelementes 31 im Ventilsitz 35 steht,
wird der Dämpfungsraum 69 mit Flüssigkeit
aus dem Leckagesammelraum 73 befüllt.
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In
den Leckagesammelraum 73 strömt Flüssigkeit
aus dem Hochdruckbereich des Injektors. Als Hochdruckbereiche werden
die Bereiche bezeichnet, in denen unter Systemdruck stehender Kraftstoff
enthalten ist. Dies sind insbesondere der Zulaufkanal 15,
der Ringraum 13, der Steuerraum 9 und der Druckraum 43.
Entlang der unteren Führung 77 gelangt der Leckagestrom
in den Leckagesammelraum 73. Die obere Führung 75 ist
so ausgelegt, dass im Leckagesammelraum 73 ein Druck herrscht,
der höher ist als der Druck im Niederdruckraum 57.
Insbesondere ist der Druck im Leckagesammelraum 73 vorzugsweise
so hoch, dass die Flüssigkeit im Leckagesammelraum gasfrei
ist. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Leckagesammelraum 73 und dem
Niederdruckraum 57 strömt die Flüssigkeit über den
Kanal 71 zunächst in den Dämpfungsraum 69. Die
Führung 67 wirkt ebenfalls als Drosselspalt, durch
die Flüssigkeit aus dem Dämpfungsraum 69 in den
Niederdruckraum 57 gelangt. Da der Druck im Dämpfungsraum 69 höher
ist als im Niederdruckraum 57, ist der Dämpfungsraum 69 jedoch
immer vollständig mit Flüssigkeit befüllt.
Durch die vollständige Befüllung des Dämpfungsraumes 69 wird
der Nullhub des als Dämpfer wirkenden Dämpfungsraumes 69 vor
dem Betätigen des Schaltventils 17 bei geschlossenem
Schaltventil 17 automatisch eingestellt. Der Dämpfer
ist kraftfrei. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass der hydraulische
Anschlag, der sich durch die plötzliche Druckänderung
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Flüssigkeit im Dämpfungsraum 69 vollständig
kondensiert ist, ergibt, jederzeit richtig wirkt. Auch bei einem
gegebenenfalls auftre tenden Hubdrift wirkt der hydraulische Anschlag
erst bei Erreichen des Nullhubes, d. h. wenn die Dichtkante 33 am
Ventilsitz 35 einschlägt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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